JP2023163911A - Surface coating composition, surface coating member, and construction method - Google Patents

Surface coating composition, surface coating member, and construction method Download PDF

Info

Publication number
JP2023163911A
JP2023163911A JP2022075127A JP2022075127A JP2023163911A JP 2023163911 A JP2023163911 A JP 2023163911A JP 2022075127 A JP2022075127 A JP 2022075127A JP 2022075127 A JP2022075127 A JP 2022075127A JP 2023163911 A JP2023163911 A JP 2023163911A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
surface coating
coating composition
zinc
silicon
containing paint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022075127A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
諭基泰 康
Yukiyasu Ko
郁心 佐藤
Ikumi Sato
健一 中村
Kenichi Nakamura
雅史 樋垣
Masashi Higaki
良輔 遠嶋
Ryosuke Toshima
拓巳 弘田
Takumi Hirota
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ROVAL CORP
Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Original Assignee
ROVAL CORP
Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ROVAL CORP, Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works filed Critical ROVAL CORP
Priority to JP2022075127A priority Critical patent/JP2023163911A/en
Publication of JP2023163911A publication Critical patent/JP2023163911A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a surface coating composition excellent in corrosion resistance.SOLUTION: A surface coating composition of the present invention includes: zinc powder; a silane compound; an organic metallic compound containing one kind or two or more kinds selected from the group consisting of a titanium element, a zirconium element, and an aluminum element; and a solvent.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、表面被覆組成物、表面被覆部材、及び施工方法に関する。 The present invention relates to a surface coating composition, a surface coating member, and a construction method.

これまで基材を保護する塗料等や表面処理剤において様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、鋼材の表面にジンクリッチペイントによる地塗膜を形成する塗装技術が記載されている(請求項1、段落0001など) Until now, various developments have been made in paints and surface treatment agents that protect substrates. As this type of technology, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 describes a painting technique that forms a base coating film of zinc-rich paint on the surface of steel materials (Claim 1, Paragraph 0001, etc.)

特開2016-040350号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-040350

本発明者が検討した結果、特許文献1の塗装技術において、耐食性の点で改善の余地があることが判明した。 As a result of studies conducted by the present inventor, it has been found that there is room for improvement in terms of corrosion resistance in the coating technique of Patent Document 1.

しかしながら、ジンクリッチペイントを鋼材に塗布したものを、海洋や湾岸に近い塩害地域で使用した場合、水や海塩粒子などの塩分等を含む外部環境の影響によって、腐食の進行が早まり、想定通りの防食効果が得られないことが判明した。 However, when zinc-rich paint is applied to steel and used in salt-damaged areas near the ocean or the bay, corrosion progresses faster due to the influence of the external environment containing salt such as water and sea salt particles. It was found that no anticorrosion effect could be obtained.

本発明者らは、このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、亜鉛粉末とともに、シラン化合物および有機金属化合物を含む亜鉛-ケイ素含有塗料を用いて、金属基材の表面を亜鉛-ケイ素含有皮膜により保護することにより、水や塩分などの暴露時においても金属基材の耐食性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。 Based on these findings, the present inventors conducted further intensive research and found that a zinc-silicon containing coating was applied to the surface of a metal substrate by using a zinc-silicon containing paint containing a silane compound and an organometallic compound together with zinc powder. The present inventors have discovered that the corrosion resistance of a metal base material can be improved even when exposed to water, salt, etc. by protecting the metal base material, and the present invention has been completed.

本発明の一形態によれば、表面被覆組成物、表面被覆部材、及び施工方法が提供される。
1. 亜鉛粉末と、
シラン化合物と、
チタン元素、ジルコニウム元素、及びアルミニウム元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上を含有する有機金属化合物と、
溶媒と、
を含む、表面被覆組成物。
2. 1.に記載の表面被覆組成物であって、
当該表面被覆組成物中に含まれる亜鉛元素に対するケイ素元素の含有量比Si/Znが、0.05質量%以上20質量%以下である、表面被覆組成物。
3. 1.又は2.に記載の表面被覆組成物であって、
前記亜鉛粉末が、粒子径が1μm~10μmの亜鉛粒子を含む、表面被覆組成物。
4. 1.~3.のいずれか一つに記載の表面被覆組成物であって、
当該表面被覆組成物からなる乾燥膜中の亜鉛元素の含有量が、50質量%以上である、表面被覆組成物。
5. 1.~4.のいずれか一つに記載の表面被覆組成物であって、
無機系バインダーまたは有機系バインダーを含む、表面被覆組成物。
6. 1.~5.のいずれか一つに記載の表面被覆組成物であって、
クロム元素を実質的に含まない、表面被覆組成物。
7. 1.~6.のいずれか一つに記載の表面被覆組成物であって、
前記シラン化合物が、シランカップリング剤及び/又はアルコキシシランを含む、表面被覆組成物。
8. 1.~7.のいずれか一つに記載の表面被覆組成物であって、
前記溶媒が、アルコールを含む、表面被覆組成物。
9. 基材と、
前記基材上に形成された、亜鉛-ケイ素含有皮膜と、を備え、
前記亜鉛-ケイ素含有皮膜が、1.~8.のいずれか一つに記載の表面被覆組成物からなる乾燥膜で構成される、表面被覆部材。
10. 亜鉛含有塗料とケイ素含有塗料とを混合して、表面被覆組成物を準備する工程と、
得られた前記表面被覆組成物を、基材の表面に塗布、乾燥させ、亜鉛-ケイ素含有皮膜を形成する工程と、を含み、
前記亜鉛含有塗料が亜鉛粉末を含み、
前記ケイ素含有塗料が、シラン化合物と、チタン元素、ジルコニウム元素、及びアルミニウム元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上を含有する有機金属化合物と、溶媒と、を含む、
施工方法。
According to one aspect of the present invention, a surface coating composition, a surface coating member, and a construction method are provided.
1. zinc powder and
a silane compound;
an organometallic compound containing one or more selected from the group consisting of titanium element, zirconium element, and aluminum element;
a solvent;
A surface coating composition comprising:
2. 1. The surface coating composition according to
A surface coating composition in which the content ratio Si/Zn of silicon element to zinc element contained in the surface coating composition is 0.05% by mass or more and 20% by mass or less.
3. 1. Or 2. The surface coating composition according to
A surface coating composition, wherein the zinc powder contains zinc particles having a particle size of 1 μm to 10 μm.
4. 1. ~3. The surface coating composition according to any one of
A surface coating composition, wherein the content of zinc element in a dry film made of the surface coating composition is 50% by mass or more.
5. 1. ~4. The surface coating composition according to any one of
A surface coating composition containing an inorganic or organic binder.
6. 1. ~5. The surface coating composition according to any one of
A surface coating composition that is substantially free of elemental chromium.
7. 1. ~6. The surface coating composition according to any one of
A surface coating composition, wherein the silane compound contains a silane coupling agent and/or an alkoxysilane.
8. 1. ~7. The surface coating composition according to any one of
A surface coating composition, wherein the solvent contains an alcohol.
9. base material and
A zinc-silicon containing film formed on the base material,
The zinc-silicon containing film comprises: 1. ~8. A surface coating member comprising a dry film made of the surface coating composition according to any one of the above.
10. mixing a zinc-containing paint and a silicon-containing paint to prepare a surface coating composition;
The step of applying the obtained surface coating composition to the surface of the substrate and drying it to form a zinc-silicon containing film,
The zinc-containing paint includes zinc powder,
The silicon-containing paint contains a silane compound, an organometallic compound containing one or more selected from the group consisting of a titanium element, a zirconium element, and an aluminum element, and a solvent.
Construction method.

本発明によれば、耐食性に優れた表面被覆組成物、それを用いた表面被覆部材、及び施工方法が提供される。 According to the present invention, a surface coating composition with excellent corrosion resistance, a surface coating member using the same, and a construction method are provided.

本実施形態に係る表面被覆部材の構成の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of a surface covering member according to the present embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in all the drawings, similar components are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, the figure is a schematic diagram and does not correspond to the actual dimensional ratio.

本実施形態の表面被覆組成物の概要を説明する。 The outline of the surface coating composition of this embodiment will be explained.

本実施形態の表面被覆組成物は、亜鉛粉末と、シラン化合物と、チタン元素、ジルコニウム元素、及びアルミニウム元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上を含有する有機金属化合物と、溶媒と、を含む。 The surface coating composition of the present embodiment includes zinc powder, a silane compound, an organometallic compound containing one or more selected from the group consisting of titanium element, zirconium element, and aluminum element, and a solvent. include.

本発明者の知見によれば、上記の表面被覆組成物を用いて金属基材の表面を被覆することにより、金属基材の腐食の進行を抑制し、金属基材の耐食性を向上することができることが見出された。このような防食効果は、海洋や湾岸に近い塩害地域で長期的に使用した場合でも、十分に得られることが期待される。 According to the findings of the present inventors, by coating the surface of a metal base material with the above-mentioned surface coating composition, the progress of corrosion of the metal base material can be suppressed and the corrosion resistance of the metal base material can be improved. It was discovered that something could be done. It is expected that such anticorrosion effects will be sufficient even when used for a long time in salt-damaged areas near the ocean or the bay.

詳細なメカニズムは定かではないが、次のように推察される。
通常、ジンクリッチペイントを塗布してなるジンクリッチ皮膜中の亜鉛の一部は、金属部材の界面で、鉄などの金属と反応し、溶解(イオン化)して、腐食生成物(亜鉛酸化膜)を生成する。この腐食生成物は、導通しないため、塩化物イオンなどの腐食因子に対する防食効果が得られにくくなる。
これに対して、本実施形態では、金属基材の表面の一部または全体は、表面被覆組成物を乾燥してなる乾燥膜、すなわち、亜鉛-ケイ素含有皮膜により被覆される。この皮膜中には、亜鉛を含む亜鉛部と、シリカ化合物や有機金属化合物の反応物を含むケイ素部と、が存在する。そして、シラノール基(-Si-OH)がZnと反応して、ケイ素部が亜鉛部(亜鉛粒子)の表面に存在するため、亜鉛部中の亜鉛が過剰に溶解することが抑制される。これにより、亜鉛の溶解により生成される腐食生成物の過剰発生を抑制できるため、上述の腐食因子に対する防食効果が十分に得られる。その上、ケイ素部は、皮膜中における塩化物イオンの透過を抑制できる。
表面被覆組成物により、このような亜鉛溶解抑制能および塩化物イオンの透過遮断能を発揮できるため、金属基材の耐食性を高度に高められると推察される。
また、本実施形態の表面被覆組成物中では、Zn成分とSi成分が良好に分散した状態のため、形成される亜鉛-ケイ素含有皮膜の膜厚方向においてZn成分とSi成分とが均一に存在するため、上記の耐食性の品質バラツキを低減することが可能になる。
Although the detailed mechanism is not clear, it is inferred as follows.
Normally, some of the zinc in the zinc-rich film formed by applying zinc-rich paint reacts with metals such as iron at the interface of metal parts, dissolves (ionizes), and produces corrosion products (zinc oxide film). generate. Since this corrosion product does not conduct, it becomes difficult to obtain a corrosion protection effect against corrosion factors such as chloride ions.
On the other hand, in this embodiment, part or all of the surface of the metal substrate is coated with a dry film obtained by drying the surface coating composition, that is, a zinc-silicon containing film. This film contains a zinc portion containing zinc and a silicon portion containing a reactant of a silica compound or an organometallic compound. Then, the silanol group (-Si-OH) reacts with Zn and the silicon part is present on the surface of the zinc part (zinc particles), so that excessive dissolution of zinc in the zinc part is suppressed. This makes it possible to suppress excessive generation of corrosion products generated by dissolution of zinc, so that a sufficient corrosion prevention effect against the above-mentioned corrosion factors can be obtained. Moreover, the silicon portion can suppress the permeation of chloride ions in the film.
Since the surface coating composition can exhibit such an ability to suppress zinc dissolution and an ability to block permeation of chloride ions, it is presumed that the corrosion resistance of the metal base material can be highly improved.
In addition, in the surface coating composition of this embodiment, since the Zn component and the Si component are well dispersed, the Zn component and the Si component are uniformly present in the thickness direction of the zinc-silicon containing film to be formed. Therefore, it becomes possible to reduce the above-mentioned variation in quality of corrosion resistance.

本実施形態の施工方法は、上記の表面被覆組成物を準備する工程と、得られた表面被覆組成物を、上記の基材の表面に塗布、乾燥させ、亜鉛-ケイ素含有皮膜を形成する工程と、を含む。
このような施工方法により、表面被覆部材が得られる。
The construction method of this embodiment includes the steps of preparing the above-mentioned surface coating composition, and applying the obtained surface coating composition to the surface of the above-mentioned base material and drying it to form a zinc-silicon containing film. and, including.
A surface-coated member can be obtained by such a construction method.

表面被覆組成物を準備する一例は、例えば、亜鉛粉末を含む亜鉛含有塗料と、シラン化合物と有機金属化合物と溶媒とを含むケイ素含有塗料とを、混合する工程を含んでもよいが、これに限定されない。 One example of preparing a surface coating composition may include, but is not limited to, mixing a zinc-containing paint that includes zinc powder and a silicon-containing paint that includes a silane compound, an organometallic compound, and a solvent. Not done.

本実施形態の施工方法により、亜鉛含有塗料とケイ素含有塗料とをそれぞれ個々に重ね塗りする場合と比較して、下地が乾燥する時間が不要となるため、施工時間を大幅に短縮できる。これにより、施工費用も削減可能である。 According to the construction method of this embodiment, compared to the case where the zinc-containing paint and the silicon-containing paint are individually overcoated, there is no need for time for the base to dry, so the construction time can be significantly shortened. This can also reduce construction costs.

なお、亜鉛含有塗料中の各成分とケイ素含有塗料中の各成分については、個々を任意の順番で混合することができる。 Note that each component in the zinc-containing paint and each component in the silicon-containing paint can be mixed in any order.

塗布方法は、公知の手法を採用できるが、例えば、基材を浸漬する方法、スピンコーターを用いる方法、スプレーで吹き付ける方法、刷毛ローラーやローラーで塗工する方法などが挙げられる。
なお、塗布回数は、1回でもよいが、2回以上の複数回でもよい。目的とする塗膜厚みに応じて、塗布回数を適宜設定できる。
乾燥方法は、常温で乾燥してもよいが、適切な温度まで加熱して行ってもよい。
As the coating method, a known method can be employed, and examples thereof include a method of dipping the substrate, a method of using a spin coater, a method of spraying, a method of coating with a brush roller or a roller, and the like.
Note that the number of times of application may be one, or two or more times. The number of times of application can be appropriately set depending on the desired coating film thickness.
The drying method may be performed at room temperature, or may be performed by heating to an appropriate temperature.

本実施形態の表面被覆部材は、基材と、基材上に形成された亜鉛-ケイ素含有皮膜と、を備える。この亜鉛-ケイ素含有皮膜は、上記の表面被覆組成物からなる乾燥膜で構成される。 The surface coating member of this embodiment includes a base material and a zinc-silicon containing film formed on the base material. This zinc-silicon containing coating is comprised of a dry film of the surface coating composition described above.

表面被覆部材の基材は、例えば、金属基材、木基材、及び石基材からなる群から選ばれる。その他、コンクリート基材やセラミック基材を用いてもよい。 The base material of the surface covering member is selected from the group consisting of, for example, a metal base material, a wood base material, and a stone base material. In addition, a concrete base material or a ceramic base material may be used.

本実施形態の表面被覆組成物の被覆により、基材の劣化を抑制することが可能である。基材劣化抑制の一つとして、金属基材の耐食性の低下を抑制することが挙げられる。また、基材劣化抑制の一つとして、木基材や石基材等の各種基材の色調変化を抑制することが挙げられる。 By coating with the surface coating composition of this embodiment, it is possible to suppress deterioration of the base material. One way to suppress base material deterioration is to suppress a decrease in corrosion resistance of a metal base material. In addition, one way to suppress deterioration of base materials is to suppress changes in color tone of various base materials such as wood base materials and stone base materials.

金属基材を構成する金属材料は、Al系材料、Fe系材料、Ni系材料、Co系材料等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Fe系材料としては、各種の鉄鋼材料および鉄基合金を用いることができ、例えば、炭素鋼、合金鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼、工具鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼、窒化鋼、肌焼鋼などが挙げられる。
Examples of the metal material constituting the metal base material include Al-based materials, Fe-based materials, Ni-based materials, Co-based materials, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
As the Fe-based material, various steel materials and iron-based alloys can be used, such as carbon steel, alloy steel, nickel chromium steel, nickel chromium molybdenum steel, chromium steel, chromium molybdenum steel, manganese steel, tool steel, Examples include stainless steel, heat-resistant steel, nitrided steel, and case hardened steel.

亜鉛-ケイ素含有皮膜の厚みの下限は、例えば、30μm以上、好ましくは40μm以上、より好ましくは50μm以上である。これにより、耐食性の効果を十分に発揮できる。
一方、上記亜鉛-ケイ素含有皮膜の厚みの上限は、特に限定されないが、300μm以下でもよく、200μm以下でもよい。
なお、亜鉛-ケイ素含有皮膜の厚みは、表面被覆組成物を塗布してなる塗布膜の乾燥時膜厚とする。
The lower limit of the thickness of the zinc-silicon containing film is, for example, 30 μm or more, preferably 40 μm or more, and more preferably 50 μm or more. Thereby, the effect of corrosion resistance can be fully exhibited.
On the other hand, the upper limit of the thickness of the zinc-silicon containing film is not particularly limited, but may be 300 μm or less, or 200 μm or less.
The thickness of the zinc-silicon-containing film is the dry thickness of the coating film formed by applying the surface coating composition.

本実施形態の表面被覆部材は、各種の用途に用いることができ、例えば、土木構造物、建築構造物、電力・通信用構造物、船舶漁業用構造物、鉄道・運輸・道路用構造物、農業園芸用構造物、環境衛生用構造物等の全体又は一部を構成する用途に用いられる。 The surface covering member of this embodiment can be used for various purposes, such as civil engineering structures, architectural structures, power/communication structures, marine/fishery structures, railway/transportation/road structures, It is used to form part or all of agricultural and horticultural structures, environmental sanitation structures, etc.

土木構造物として、橋梁支承部、陸橋、めっき橋、グレーチング、鉄筋、耐震補強、土木用めっき資材、建築構造物として、電気・ガス・水道等鋼管、ゴルフ場等のネット支柱、球場柱、ビル・家屋鉄骨柱・梁、仮設足場、手すり、安全柵、外部階段、各種架台、鉄サッシ、立体駐車場、避雷針、耐震補強、電力・通信用構造物として、鉄塔、鉄柱、パンザマスト、電力機器用架台、碍子金具、各種アンテナ、トランスハンガー、変圧器、船舶漁業用構造物として、冷凍施設、錨、鎖、集魚灯、浮標、油槽、各種艤装金物、配管金物、鉄道・運輸・道路用構造物として、防音壁、架線鉄構、送電鉄塔、照明柱、ガードレール、標識柱、フェンス、レール、農業園芸用構造物として、温室、サイロ、養鶏舎、農業用組立構造物、灌漑用パイプ、農機具、ビニールハウス、環境衛生用構造物として、環境衛生設備、焼却炉、各種タンク外面等が挙げられる。
このような中でも、海洋中、海洋外近傍、或いは湾岸近傍に設けられた構造体、いわゆる、海洋・湾岸構造体が、上記の表面被覆部材を備えることが好ましい。
Civil engineering structures such as bridge supports, overpasses, plated bridges, gratings, reinforcing bars, seismic reinforcement, plating materials for civil engineering, and architectural structures such as steel pipes for electricity, gas, water, etc., net supports for golf courses, stadium pillars, and buildings. - House steel columns and beams, temporary scaffolding, handrails, safety fences, external stairs, various frames, iron sashes, multi-story parking lots, lightning rods, seismic reinforcement, power and communication structures, steel towers, steel columns, panza masts, power equipment. Frames, insulator metal fittings, various antennas, transformer hangers, transformers, structures for ships and fishing, refrigeration facilities, anchors, chains, fishing lights, buoys, oil tanks, various fitting hardware, piping hardware, structures for railways, transportation, and roads. As soundproof walls, overhead wire structures, power transmission towers, lighting poles, guardrails, sign posts, fences, rails, agricultural and horticultural structures, greenhouses, silos, poultry houses, agricultural assembly structures, irrigation pipes, agricultural machinery, Examples of vinyl greenhouses and environmental sanitation structures include environmental sanitation equipment, incinerators, and the external surfaces of various tanks.
Among these, it is preferable that a structure provided in the ocean, near the outside of the ocean, or near a bay, a so-called ocean/bay structure, is provided with the above-mentioned surface covering member.

本実施形態の表面被覆部材は、亜鉛-ケイ素含有皮膜が、クロム成分を実質的に含まないように構成されてもよい。これにより、環境負荷を低減できるため、表面被覆部材を外部環境に暴露される構造体に好適に適用できる。 The surface-coated member of this embodiment may be configured such that the zinc-silicon-containing film does not substantially contain a chromium component. As a result, the environmental load can be reduced, so that the surface covering member can be suitably applied to a structure exposed to the external environment.

図1は、表面被覆部材100の構成の一例を示す断面図である。
図1の表面被覆部材100は、基材10と、基材10の表面に形成された亜鉛-ケイ素含有皮膜20と、を備える。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the surface covering member 100.
The surface coating member 100 in FIG. 1 includes a base material 10 and a zinc-silicon containing film 20 formed on the surface of the base material 10.

なお、表面被覆部材100は、目的に応じて、亜鉛-ケイ素含有皮膜20の表面に他の塗膜を、単層、または複数層有していてもよい。
他の塗膜は、例えば、着色塗料、メタリック塗料、クリア塗料、カラークリア塗料、エポキシ塗料等の、公知の塗料を用いることができる。
Note that the surface coating member 100 may have a single layer or multiple layers of other coatings on the surface of the zinc-silicon containing coating 20 depending on the purpose.
As the other coating film, known coatings such as colored coatings, metallic coatings, clear coatings, color clear coatings, and epoxy coatings can be used.

以下、本実施形態の表面被覆組成物の組成成分について詳述する。 Hereinafter, the composition components of the surface coating composition of this embodiment will be explained in detail.

表面被覆組成物は、少なくとも、亜鉛粉末、シラン化合物、有機金属化合物、および溶媒を含む。
この他、表面被覆組成物は、バインダー成分、水性コロイダルシリカ、水分散性樹脂、第一溶媒や第二溶媒等の溶媒、第一添加剤や第二添加剤等の添加剤からなる群から選ばれる一または二以上を含んでもよい。
The surface coating composition includes at least zinc powder, a silane compound, an organometallic compound, and a solvent.
In addition, the surface coating composition is selected from the group consisting of a binder component, aqueous colloidal silica, a water-dispersible resin, a solvent such as a first solvent and a second solvent, and an additive such as a first additive and a second additive. may include one or more.

表面被覆組成物中に含まれる亜鉛元素に対するケイ素元素の含有量比をSi/Znとしたとき、Si/Znは、例えば、0.05質量%以上20質量%以下の範囲内となるように構成されてもよい。
Si/Znの下限は、例えば、0.05質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.14質量%以上である。これにより、亜鉛の過剰溶解を抑制できるため、耐食性を一層向上できる。
Si/Znの上限は、例えば、20質量%以下、好ましくは10質量%以下、より好ましくは2質量%以下である。これにより、亜鉛の溶解抑制能を適切に制御できるため、耐食性を一層向上できる。
When the content ratio of silicon element to zinc element contained in the surface coating composition is defined as Si/Zn, Si/Zn is configured to be within a range of, for example, 0.05% by mass or more and 20% by mass or less. may be done.
The lower limit of Si/Zn is, for example, 0.05% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.14% by mass or more. This makes it possible to suppress excessive dissolution of zinc, thereby further improving corrosion resistance.
The upper limit of Si/Zn is, for example, 20% by mass or less, preferably 10% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. Thereby, the ability to inhibit zinc dissolution can be appropriately controlled, so that corrosion resistance can be further improved.

表面被覆組成物からなる乾燥膜中の亜鉛元素の含有量の下限は、例えば、50重量%以上、好ましくは60重量%以上、より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上である。これにより、犠牲防食性などの基材保護能を高められる。
一方、上記乾燥膜中の亜鉛元素の含有量の上限は、特に限定されないが、例えば、96重量%以下でもよく、95重量%以下でもよく、90重量%以下でもよい。これにより、水および塩分含有環境中における耐食性を一層向上できる。
The lower limit of the content of the zinc element in the dry film made of the surface coating composition is, for example, 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and even more preferably 80% by weight or more. . Thereby, base material protection ability such as sacrificial corrosion resistance can be enhanced.
On the other hand, the upper limit of the content of zinc element in the dry film is not particularly limited, but may be, for example, 96% by weight or less, 95% by weight or less, or 90% by weight or less. Thereby, corrosion resistance in environments containing water and salt can be further improved.

表面被覆組成物の一例は、後述の亜鉛含有塗料と、後述のケイ素含有塗料と、を混合して得られるものであってもよい。 An example of the surface coating composition may be one obtained by mixing a zinc-containing paint described below and a silicon-containing paint described below.

上記の亜鉛含有塗料は、亜鉛粉末を少なくとも含み、バインダー成分、第一溶媒、および第一添加剤からなる群から選ばれる一または二以上を含むものであってもよい。 The above-mentioned zinc-containing paint contains at least zinc powder, and may also contain one or more selected from the group consisting of a binder component, a first solvent, and a first additive.

<亜鉛粉末>
亜鉛粉末は、平均粒径が、例えば、1μm~10μm、好ましくは3μm~7μmの亜鉛粒子を含んでもよい。
<Zinc powder>
The zinc powder may comprise zinc particles having an average particle size of, for example, 1 μm to 10 μm, preferably 3 μm to 7 μm.

<バインダー成分>
バインダー成分は、無機系バインダー、または有機系バインダーが挙げられる。
無機系バインダーとして、例えば、アルキルシリケート、アルカリシリケート等が挙げられる。
有機系バインダーとして、アクリル化合物、エポキシ化合物、ウレタン化合物等が挙げられる。
これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<Binder component>
Examples of the binder component include inorganic binders and organic binders.
Examples of the inorganic binder include alkyl silicates, alkali silicates, and the like.
Examples of organic binders include acrylic compounds, epoxy compounds, urethane compounds, and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.

第一溶媒として、水、有機溶剤等が挙げられる。 Examples of the first solvent include water, organic solvents, and the like.

第一溶媒が有機溶剤を主に含む亜鉛含有塗料を、溶剤系亜鉛含有塗料といい、第一溶媒が水を主に含む亜鉛含有塗料を、水系亜鉛含有塗料という。
溶剤系亜鉛含有塗料として、例えば、ローバル社製の「ローバル」、「エポローバル」、「ローバルシルバー」、「ローバルアルファ」等を用いてもよい。水系亜鉛含有塗料として、例えば、ローバル社製の「水性ローバル」等を用いてもよい。
A zinc-containing paint in which the first solvent mainly contains an organic solvent is referred to as a solvent-based zinc-containing paint, and a zinc-containing paint in which the first solvent mainly contains water is referred to as a water-based zinc-containing paint.
As the solvent-based zinc-containing paint, for example, "ROVAL", "EPOLOVAL", "ROVAL Silver", "ROVAL Alpha", etc. manufactured by ROVAL may be used. As the water-based zinc-containing paint, for example, "Water-based ROVAL" manufactured by ROVAL Co., Ltd. may be used.

これらの溶剤系亜鉛含有塗料や水系亜鉛含有塗料は、第一添加剤として、例えば、顔料、増粘剤、消泡剤、分散剤、防錆剤等が含まれていてもよい。第一添加剤は単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These solvent-based zinc-containing paints and water-based zinc-containing paints may contain, for example, pigments, thickeners, antifoaming agents, dispersants, rust preventives, etc. as first additives. The first additive may be used alone or in combination of two or more.

上記のケイ素含有塗料は、シラン化合物および有機金属化合物を少なくとも含み、水性コロイダルシリカ、水分散性樹脂、第二溶媒、および第二添加剤からなる群から選ばれる一または二以上を含むものであってもよい。 The silicon-containing paint contains at least a silane compound and an organometallic compound, and contains one or more selected from the group consisting of aqueous colloidal silica, a water-dispersible resin, a second solvent, and a second additive. It's okay.

ケイ素含有塗料に含まれる各成分は、亜鉛-ケイ素含有皮膜中のケイ素部中、多様な架橋反応、空間配置、及び/又は分散などした状態となる。ケイ素部中、第二溶媒等の溶媒は、乾燥によって除去された状態であるが、不可避に残存する場合を許容する。 Each component contained in the silicon-containing paint undergoes various crosslinking reactions, spatial arrangements, and/or dispersions in the silicon portion of the zinc-silicon-containing coating. In the silicon part, the solvent such as the second solvent is removed by drying, but it is allowed that it remains unavoidably.

ケイ素部の構造は、詳細なメカニズムは定かでないが、以下の通りに推察される。
シランカップリング剤及び/又はアルコキシシラン等のシラン化合物は、分子内に含まれるシリル基が加水分解縮合等の架橋反応などにより、二次元的構造及び/又は三次元的架橋構造を有するケイ素部を形成できる。
シラン化合物の加水分解縮合物と有機金属化合物との脱水縮合反応などによる架橋構造を有するケイ素部が形成される。例えば、シラン化合物由来のケイ素原子と有機金属化合物由来の遷移金属原子との酸素原子を介した架橋構造がケイ素部中に形成される。また、有機金属化合物は、シラン化合物、または、他に含まれる成分との化学的な結合を促進し、強度の高いケイ素部を形成できる。
また、シラン化合物由来のケイ素原子や有機金属化合物の金属原子が、酸素原子を介して、亜鉛部に化学的に結合でき、また、ケイ素部が基材(金属基材)に物理的に結合できる。これにより、ケイ素部を含む皮膜と基材の密着性を高められる。
また、このようなケイ素部中の空隙空間に、適切な粒径を有するシリカ等の無機粒子が適切に配置されるため、緻密性が高いケイ素部が得られる。このシリカ等の無機粒子の表面には、酸素原子を介して、架橋構造中のシラン化合物のケイ素原子と化学結合を形成できる。
Although the detailed mechanism of the structure of the silicon portion is not clear, it is assumed as follows.
A silane coupling agent and/or a silane compound such as an alkoxysilane has a silicon moiety having a two-dimensional structure and/or three-dimensional cross-linked structure due to a cross-linking reaction such as hydrolysis condensation, etc., in which the silyl group contained in the molecule is formed. Can be formed.
A silicon portion having a crosslinked structure is formed by a dehydration condensation reaction between a hydrolyzed condensate of a silane compound and an organometallic compound. For example, a crosslinked structure between a silicon atom derived from a silane compound and a transition metal atom derived from an organometallic compound via an oxygen atom is formed in the silicon portion. Furthermore, the organometallic compound can promote chemical bonding with the silane compound or other components contained therein, thereby forming a silicon portion with high strength.
In addition, silicon atoms derived from silane compounds and metal atoms of organometallic compounds can be chemically bonded to the zinc moiety via oxygen atoms, and the silicon moiety can be physically bonded to the base material (metal base material). . This improves the adhesion between the film containing the silicon portion and the base material.
Further, since inorganic particles such as silica having an appropriate particle size are appropriately arranged in the void space in such a silicon part, a highly dense silicon part can be obtained. A chemical bond can be formed with the silicon atom of the silane compound in the crosslinked structure on the surface of the inorganic particles such as silica through oxygen atoms.

<シラン化合物>
シラン化合物は、シランカップリング剤及びアルコキシシランからなる群から選ばれる一又は二以上を含む。
<Silane compound>
The silane compound includes one or more selected from the group consisting of a silane coupling agent and an alkoxysilane.

シランカップリング剤としては、ケイ素原子上に、アルコキシ基等の加水分解性基及び反応性官能基が結合したシラン化合物が用いられる。シランカップリング剤として、モノマー、オリゴマーのいずれか一方または両方を用いてもよい。
シランカップリング剤を用いることで、水性溶液として安定化させることができる。シランカップリング剤が、水性コロイダルシリカ等の成分間の親和性を向上できるため、安定な水性溶液(組成物)を形成することができる、と考えられる。
As the silane coupling agent, a silane compound in which a hydrolyzable group such as an alkoxy group and a reactive functional group are bonded to a silicon atom is used. As the silane coupling agent, one or both of monomers and oligomers may be used.
By using a silane coupling agent, it can be stabilized as an aqueous solution. It is believed that the silane coupling agent can improve the affinity between components such as aqueous colloidal silica, thereby making it possible to form a stable aqueous solution (composition).

上記シランカップリング剤として、水中に溶解できる水溶性シランカップリング剤が好ましい。
上記水溶性シランカップリング剤としては、例えば、官能基がエポキシ基を備えるシランカップリング剤(エポキシシラン)、または官能基がアミノ基を備えるシランカップリング剤(アミノシラン)を含むことができる。この中でも、耐食性の観点から、エポキシシランを用いることがより好ましい。
As the silane coupling agent, a water-soluble silane coupling agent that can be dissolved in water is preferred.
The water-soluble silane coupling agent may include, for example, a silane coupling agent having an epoxy group as a functional group (epoxy silane), or a silane coupling agent having an amino group as a functional group (amino silane). Among these, it is more preferable to use epoxy silane from the viewpoint of corrosion resistance.

上記エポキシシランとしては、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシルエチル)トリメトキシシランなどのグリシジルまたはエポキシ基含有トリアルコキシシラン化合物が挙げられる。 Examples of the epoxysilane include glycidyl or epoxy group-containing trimethoxysilane, such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, and 2-(3,4-epoxycyclohexylethyl)trimethoxysilane. Examples include alkoxysilane compounds.

アルコキシシランとしては、ケイ素原子上に、アルコキシ基が結合し、水素基やアルキル基等の非反応性官能基が結合したシラン化合物が用いられる、例えば、アルキルアルコキシシランを用いることができる。アルコキシシランとして、モノマー、オリゴマーのいずれか一方または両方を用いてもよい。
アルキルアルコキシシランモノマーとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン及びγ‐メタクリロキシプロピルトリメトキシシランから選ばれた少なくとも1種を用いることができる。
As the alkoxysilane, a silane compound in which an alkoxy group is bonded to a silicon atom and a non-reactive functional group such as a hydrogen group or an alkyl group is bonded can be used, for example, an alkyl alkoxysilane can be used. As the alkoxysilane, one or both of monomers and oligomers may be used.
As the alkyl alkoxysilane monomer, for example, at least one selected from methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane can be used.

上記シランカップリング剤及び/又はアルコキシシランの含有量は、ケイ素含有塗料中に、固形分換算で、例えば、0.1質量%~12質量%、好ましくは1質量%~11質量%、より好ましくは1.5質量%~10質量%である。 The content of the silane coupling agent and/or alkoxysilane in the silicon-containing paint is, for example, 0.1% by mass to 12% by mass, preferably 1% by mass to 11% by mass, more preferably is 1.5% by mass to 10% by mass.

本明細書中、「~」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。
また、固形分とは、水やアルコール溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。この固形分は、ケイ素含有塗料を加熱処理した後、各成分の反応後に残存する残存物としてもよい。
In this specification, "~" indicates that the upper limit value and the lower limit value are included, unless otherwise specified.
Moreover, the solid content refers to the remainder after removing volatile components such as water and alcohol solvents. This solid content may be a residue remaining after the reaction of each component after heat-treating the silicon-containing paint.

<有機金属化合物>
有機金属化合物は、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、及び有機アルミニウム化合物からなる群から選ばれる一又は二以上を含む。
<Organometallic compound>
The organometallic compound includes one or more selected from the group consisting of organotitanium compounds, organozirconium compounds, and organoaluminum compounds.

有機チタン化合物として、チタンキレート、チタンアルコキシド、チタンアシレート等が挙げられる。有機ジルコニウム化合物として、ジルコニウムキレート、ジルコニウムアルコキシド、ジルコニウムアシレート等が挙げられる。有機アルミニウム化合物として、アルミニウムキレート、アルミニウムアルコキシド等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、有機金属化合物は、モノマー、オリゴマーのいずれか一方または両方を用いてもよい。
Examples of organic titanium compounds include titanium chelates, titanium alkoxides, titanium acylates, and the like. Examples of the organic zirconium compound include zirconium chelate, zirconium alkoxide, zirconium acylate, and the like. Examples of organoaluminum compounds include aluminum chelates, aluminum alkoxides, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Further, as the organometallic compound, either a monomer or an oligomer or both may be used.

上記有機チタン化合物は、ケイ素含有塗料全体中、固形分換算で、例えば、0.01質量%~7質量%、好ましくは0.015質量%~5質量%、より好ましくは0.02質量%~3質量%である。 The organic titanium compound is, for example, 0.01% to 7% by mass, preferably 0.015% to 5% by mass, more preferably 0.02% by mass in terms of solid content in the entire silicon-containing paint. It is 3% by mass.

<水性コロイダルシリカ> <Aqueous colloidal silica>

水溶性コロイダルシリカは、水溶媒や、水を含む混合溶媒中に分散するもので、SiOで構成される無機粒子を含む。無機粒子の平均粒子径は、たとえば、1~200nmとしてもよい。 Water-soluble colloidal silica is dispersed in an aqueous solvent or a mixed solvent containing water, and includes inorganic particles composed of SiO 2 . The average particle diameter of the inorganic particles may be, for example, 1 to 200 nm.

水性コロイダルシリカの他に、Al、ZrO、Fe等の無機酸化物で構成される無機コロイド粒子が含まれてもよい。無機コロイド粒子は、水中に分散する無機粒子で構成される。 In addition to aqueous colloidal silica, inorganic colloid particles made of inorganic oxides such as Al 2 O 3 , ZrO 2 , and Fe 2 O 3 may be included. Inorganic colloid particles are composed of inorganic particles dispersed in water.

水性コロイダルシリカを用いることで、皮膜についての強度を一段と向上させることができる。また、組成物中の分散性を高めることができるので、シリカ粒子が皮膜中に均一に分散した、皮膜を形成できる。 By using water-based colloidal silica, the strength of the film can be further improved. Further, since the dispersibility in the composition can be improved, a film can be formed in which the silica particles are uniformly dispersed in the film.

上記水性コロイダルシリカの含有量は、ケイ素含有塗料中に、固形分換算で、例えば、0.5質量%~12質量%、好ましくは0.6質量%~10質量%、より好ましくは0.8質量%~8質量%である。上記下限値以上とすることで、皮膜に適度な強度を付与できる。上記上限値以下とすることで、皮膜の物性のバランスを図ることができる。 The content of the aqueous colloidal silica in the silicon-containing paint is, in terms of solid content, for example, 0.5% by mass to 12% by mass, preferably 0.6% by mass to 10% by mass, more preferably 0.8% by mass. It is from 8% to 8% by mass. By setting it to the above lower limit or more, appropriate strength can be imparted to the film. By setting it below the above upper limit, the physical properties of the film can be balanced.

<水分散性樹脂>
水分散性樹脂は、水中に分散する樹脂で構成される。
水分散性樹脂の他に、水溶性樹脂が含まれていてもよい。水溶性樹脂は、水中に溶解する樹脂で構成される。
<Water dispersible resin>
Water-dispersible resins are comprised of resins that are dispersed in water.
In addition to the water-dispersible resin, a water-soluble resin may also be included. Water-soluble resins are comprised of resins that dissolve in water.

水分散性樹脂または水溶性樹脂を構成する樹脂としては、水に分散できる樹脂の中から適宜選択すればよく、例えば、ポリアクリル酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂およびこれらの変性体を用いることができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
この中でも、耐食性、皮膜の耐久性の観点から、水分散性樹脂として、ポリアクリル酸樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等を用いてもよい。
The resin constituting the water-dispersible resin or water-soluble resin may be appropriately selected from resins that can be dispersed in water, such as polyacrylic acid resin, silicone resin, phenol resin, epoxy resin, polyurethane resin, and polyester resin. , polyvinyl butyral resin, phenol resin, and modified products thereof. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, polyacrylic acid resin, epoxy resin, polyurethane resin, silicone resin, etc. may be used as the water-dispersible resin from the viewpoint of corrosion resistance and film durability.

水分散性樹脂の含有量は、ケイ素含有塗料中、固形分換算で、例えば、1質量%~12質量%、好ましくは1.5質量%~11質量%、より好ましくは2質量%~10質量%である。上記下限値以上とすることで、皮膜の耐熱性や耐食性を向上できる。上記上限値以下とすることで、皮膜の物性のバランスを図ることができる。
なお、水溶性樹脂の含有量は、上記水分散性樹脂の含有量と同じ範囲のものを使用できる。
The content of the water-dispersible resin in the silicon-containing paint is, for example, 1% by mass to 12% by mass, preferably 1.5% by mass to 11% by mass, more preferably 2% by mass to 10% by mass. %. By setting the above lower limit or more, the heat resistance and corrosion resistance of the film can be improved. By setting it below the above upper limit, the physical properties of the film can be balanced.
Note that the content of the water-soluble resin can be within the same range as the content of the water-dispersible resin.

第二溶媒は、水のみを含む水溶媒で構成されていてもよく、水と水以外の親水性溶媒とを含む水系混合溶媒で構成されていてもよい。 The second solvent may be composed of an aqueous solvent containing only water, or may be composed of an aqueous mixed solvent containing water and a hydrophilic solvent other than water.

上記水としては、例えば、市水、蒸留水、イオン交換水等が挙げられる。 Examples of the water include city water, distilled water, ion exchange water, and the like.

上記親水性溶媒としては、アルコールなどの極性有機溶媒が挙げられる。溶液安定性の観点から、上記水系混合溶媒は、水とアルコールとの混合溶媒で構成されてもよい。ケイ素含有塗料中の各成分の化学的性質や配合量などを鑑み、水系混合溶媒中の水の含有比率を決定できる。
アルコールを用いることで、各成分の溶解性を向上させ、得られるケイ素含有塗料の保存安定性を向上させることができる。
Examples of the hydrophilic solvent include polar organic solvents such as alcohol. From the viewpoint of solution stability, the aqueous mixed solvent may be composed of a mixed solvent of water and alcohol. The content ratio of water in the aqueous mixed solvent can be determined in consideration of the chemical properties and blending amounts of each component in the silicon-containing paint.
By using alcohol, the solubility of each component can be improved, and the storage stability of the resulting silicon-containing paint can be improved.

上記アルコールとしては、たとえば、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、iso-プロピルアルコールなどの沸点が100℃未満の低沸点アルコールや、iso-ブタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノターシャルブチルエーテル(ETB)、ジホルムアルデヒドメトキシエタノールなどの沸点が100℃以上の高沸点アルコールを用いることができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the alcohol include low-boiling alcohols with a boiling point of less than 100°C such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, and iso-propyl alcohol, and iso-butanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, and propylene glycol monomethyl ether (PGME). , butyl cellosolve, ethylene glycol monotertiary butyl ether (ETB), diformaldehyde methoxyethanol, and other high boiling point alcohols having a boiling point of 100° C. or higher can be used. These may be used alone or in combination of two or more.

第二添加剤としては、通常、プライマー材料に含まれる各種添加剤を用いることができるが、例えば、防錆剤、pH調整剤、滑剤、防腐剤、充填材、着色剤、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、抗菌剤などが挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。添加剤の添加量は、用途に応じ適宜設定することができる。 As the second additive, various additives normally included in the primer material can be used, such as rust preventives, pH adjusters, lubricants, preservatives, fillers, colorants, surfactants, erasers, etc. Examples include foaming agents, leveling agents, and antibacterial agents. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of the additive added can be appropriately set depending on the application.

上記防錆剤として、例えば、リン酸系防錆剤などが用いられる。
上記防腐剤として、イソチアゾリン系化合物などが挙げられる。
As the above-mentioned rust preventive agent, for example, a phosphoric acid-based rust preventive agent or the like is used.
Examples of the preservative include isothiazoline compounds.

ケイ素含有塗料(水性防錆処理剤)の一例としては、組成物中に含まれる全ての成分が、水溶性成分または水分散性成分で構成されていてもよい。すなわち、上記ケイ素含有塗料は、水溶性成分または水分散性成分のみを含む水溶液で構成され得る。 As an example of a silicon-containing paint (aqueous antirust treatment agent), all components contained in the composition may be composed of water-soluble components or water-dispersible components. That is, the silicon-containing paint may be composed of an aqueous solution containing only water-soluble components or water-dispersible components.

ケイ素含有塗料として、例えば、放電精密加工研究所社製、「ZEC-888」シリーズ、「ZEC-W」シリーズ等を用いてもよい。 As the silicon-containing paint, for example, "ZEC-888" series, "ZEC-W" series, etc. manufactured by Discharge Precision Machining Research Institute may be used.

表面被覆組成物は、六価クロム、三価クロム等のクロム元素を実質的に含まない、クロムフリー防錆処理剤としてもよい。 The surface coating composition may be a chromium-free antirust treatment agent that does not substantially contain chromium elements such as hexavalent chromium and trivalent chromium.

なお、本明細書において、クロム元素を実質的に含まないとは、六価クロムおよび三価クロムの量が、0.1質量%以下を指す。この六価クロムおよび三価クロムの量は、この特定の価数を有するクロムの塩の含有量を指すものとする。 In addition, in this specification, "substantially not containing chromium element" means that the amount of hexavalent chromium and trivalent chromium is 0.1% by mass or less. The amounts of hexavalent chromium and trivalent chromium refer to the content of chromium salts having this specific valence.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention includes modifications, improvements, etc. within a range that can achieve the purpose of the present invention.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the description of these Examples.

<亜鉛含有塗料の調整>
・亜鉛含有塗料1:
亜鉛粉末、エチルシリケート溶液(エチルシリケート、エタノール、メタノール)を混合し、亜鉛含有塗料1を得た。亜鉛含有塗料1の乾燥膜中の亜鉛元素の含有量が84重量%であった。
<Adjustment of zinc-containing paint>
・Zinc-containing paint 1:
Zinc powder and ethyl silicate solution (ethyl silicate, ethanol, methanol) were mixed to obtain zinc-containing paint 1. The content of zinc element in the dry film of zinc-containing paint 1 was 84% by weight.

・亜鉛含有塗料2:
亜鉛粉末、アクリル化合物、有機溶媒を混合し、亜鉛含有塗料2を得た。亜鉛含有塗料2の乾燥膜中の亜鉛元素の含有量が96重量%であった。
・Zinc-containing paint 2:
A zinc-containing paint 2 was obtained by mixing zinc powder, an acrylic compound, and an organic solvent. The content of zinc element in the dried film of zinc-containing paint 2 was 96% by weight.

・亜鉛含有塗料3:
亜鉛粉末、ウレタン化合物、水を混合し、亜鉛含有塗料3を得た。亜鉛含有塗料3の乾燥膜中の亜鉛元素の含有量が93重量%であった。
・Zinc-containing paint 3:
Zinc powder, urethane compound, and water were mixed to obtain zinc-containing paint 3. The content of zinc element in the dry film of zinc-containing paint 3 was 93% by weight.

<ケイ素含有塗料の調製>
・ケイ素含有塗料1:
アルコキシシラン原料としてエチルシリケート40(多摩化学工業社製)250重量部、ビニルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング社製、SH6300)5重量部及びイソプロピルアルコール約65重量部を混合した混合液に1規定の塩酸4重量部と水27重量部を混合した酸性水を添加し、攪拌しながら24時間35℃に保温して、アルコキシシラン縮重合させ、アルコキシシランのオリゴマー溶液を得た。
得られたアルコキシシランのオリゴマー溶液25重量部、有機金属化合物(チタンキレート剤:チタンラクテートアンモニウム塩、マツモトファインケミカル社製、TC-200)3重量部、ノルマルプロピルアルコール36重量部、エチレングリコールターシャリーブチルエーテル16重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル20重量部、シランカップリング剤(エポキシシラン:3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、旭化成ワッカーシリコ-ン社製、GF-82)0.3重量部を、攪拌機を用いて混合し、水溶液(ケイ素含有塗料1)を得た。
<Preparation of silicon-containing paint>
・Silicon-containing paint 1:
A mixture of 250 parts by weight of ethyl silicate 40 (manufactured by Tama Chemical Industries, Ltd.), 5 parts by weight of vinyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning, SH6300) and about 65 parts by weight of isopropyl alcohol as raw materials for alkoxysilane is mixed with 1N Acidic water prepared by mixing 4 parts by weight of hydrochloric acid and 27 parts by weight of water was added thereto, and the mixture was kept at 35° C. for 24 hours with stirring to cause alkoxysilane condensation polymerization to obtain an oligomer solution of alkoxysilane.
25 parts by weight of the obtained alkoxysilane oligomer solution, 3 parts by weight of an organometallic compound (titanium chelating agent: titanium lactate ammonium salt, manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., TC-200), 36 parts by weight of n-propyl alcohol, ethylene glycol tertiary butyl ether. 16 parts by weight, 20 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether, 0.3 parts by weight of a silane coupling agent (epoxysilane: 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, manufactured by Asahi Kasei Wacker Silicone Co., Ltd., GF-82), and a stirrer. An aqueous solution (silicon-containing paint 1) was obtained.

・ケイ素含有塗料2:
シランカップリング剤(エポキシシラン:3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、旭化成ワッカーシリコ-ン社製、GF-82)3重量部、水分散性樹脂(水分散性ウレタン樹脂、Lubrizol社製)8重量部、有機金属化合物(チタンキレート剤:チタンラクテートアンモニウム塩、マツモトファインケミカル社製、TC-300)0.5重量部、無機粒子(水性コロイダルシリカ、日産化学工業社製、スノーテックスST-O、酸性ゾル、粒子径:20nm)8重量部、イオン交換水80重量部、イソプロピルアルコール1重量部を、攪拌機を用いて混合し、水溶液(ケイ素含有塗料2)を得た。
上記の非溶媒成分(シランカップリング剤、水分散性樹脂、有機金属化合物、無機粒子)の含有量は、使用量を表す。
・Silicon-containing paint 2:
Silane coupling agent (epoxysilane: 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, Asahi Kasei Wacker Silicone Co., Ltd., GF-82) 3 parts by weight, water-dispersible resin (water-dispersible urethane resin, Lubrizol Co., Ltd.) 8 parts by weight Part by weight, 0.5 part by weight of organometallic compound (titanium chelating agent: titanium lactate ammonium salt, manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., TC-300), inorganic particles (aqueous colloidal silica, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., Snowtex ST-O, 8 parts by weight of acidic sol (particle size: 20 nm), 80 parts by weight of ion-exchanged water, and 1 part by weight of isopropyl alcohol were mixed using a stirrer to obtain an aqueous solution (silicon-containing paint 2).
The content of the above-mentioned non-solvent components (silane coupling agent, water-dispersible resin, organometallic compound, inorganic particles) represents the amount used.

<基材の準備>
・基材1:一般構造用圧延鋼材(SS400)のグリットブラスト鋼板(JIS G 3101)
・基材2:冷間圧延鋼板・ダル仕上げ(SPCC-SD)(JIS G 3141)
<Preparation of base material>
・Base material 1: Grit-blasted steel plate (JIS G 3101) of general structural rolled steel (SS400)
・Base material 2: Cold rolled steel plate ・Dull finish (SPCC-SD) (JIS G 3141)

<表面被覆組成物の調整>
(比較例1~3)
上記の亜鉛含有塗料1~3をそのまま、比較例1~3の表面被覆組成物1~3として使用した。
<Adjustment of surface coating composition>
(Comparative Examples 1 to 3)
The above zinc-containing paints 1 to 3 were used as they were as surface coating compositions 1 to 3 in Comparative Examples 1 to 3.

(実施例1)
上記の亜鉛含有塗料1と上記のケイ素含有塗料1とを、重量比95:5の割合で混合して、表面被覆組成物4を調整した。
(実施例2)
上記の亜鉛含有塗料1と上記のケイ素含有塗料1とを、重量比90:10の割合で混合して、表面被覆組成物5を調整した。
(実施例3)
上記の亜鉛含有塗料2と上記のケイ素含有塗料1とを、重量比95:5の割合で混合して、表面被覆組成物6を調整した。
(実施例4)
上記の亜鉛含有塗料2と上記のケイ素含有塗料1とを、重量比90:10の割合で混合して、表面被覆組成物7を調整した。
(実施例5)
上記の亜鉛含有塗料3と上記のケイ素含有塗料2とを、重量比95:5の割合で混合して、表面被覆組成物8を調整した。
(実施例6)
上記の亜鉛含有塗料3と上記のケイ素含有塗料2とを、重量比90:10の割合で混合して、表面被覆組成物9を調整した。
(Example 1)
Surface coating composition 4 was prepared by mixing the zinc-containing paint 1 and the silicon-containing paint 1 at a weight ratio of 95:5.
(Example 2)
Surface coating composition 5 was prepared by mixing the zinc-containing paint 1 and the silicon-containing paint 1 at a weight ratio of 90:10.
(Example 3)
Surface coating composition 6 was prepared by mixing the zinc-containing paint 2 and the silicon-containing paint 1 at a weight ratio of 95:5.
(Example 4)
Surface coating composition 7 was prepared by mixing the zinc-containing paint 2 and the silicon-containing paint 1 at a weight ratio of 90:10.
(Example 5)
A surface coating composition 8 was prepared by mixing the zinc-containing paint 3 and the silicon-containing paint 2 at a weight ratio of 95:5.
(Example 6)
Surface coating composition 9 was prepared by mixing the zinc-containing paint 3 and the silicon-containing paint 2 at a weight ratio of 90:10.

得られた表面被覆組成物中4~9に含まれる亜鉛元素に対するケイ素元素の含有量比Si/Znは、それぞれ、0.32重量%、0.67重量%、0.31重量%、0.65重量%、0.14重量%、0.29重量%であった。
得られた表面被覆組成物4~9について、JISK5553 1種に準拠して測定した、その乾燥膜中の亜鉛元素含有量が、それぞれ82.9重量%、81.7重量%、94.7重量%、93.3重量%、91.8重量%、90.6重量%であった。
The content ratios Si/Zn of silicon element to zinc element contained in the obtained surface coating compositions 4 to 9 were 0.32% by weight, 0.67% by weight, 0.31% by weight, and 0.3% by weight, respectively. They were 65% by weight, 0.14% by weight, and 0.29% by weight.
Regarding the obtained surface coating compositions 4 to 9, the zinc element content in the dry film was measured according to JIS K5553 Type 1, and was 82.9% by weight, 81.7% by weight, and 94.7% by weight, respectively. %, 93.3% by weight, 91.8% by weight, and 90.6% by weight.

<表面被覆部材の作製>
準備した基材1上に、得られた表面被覆組成物1を、スプレー塗布および常温乾燥を2回繰り返し、約80μmの皮膜を形成し、サンプル1(表面被覆部材)が得られた。
<Preparation of surface coating member>
The obtained surface coating composition 1 was spray-coated and dried at room temperature twice on the prepared substrate 1 to form a film of about 80 μm, and sample 1 (surface coating member) was obtained.

上記の表面被覆部材の作製と同様にして、以下のサンプル2~9を準備した。
・サンプル2~9:基材1を使用し、上記の表面被覆組成物2~9をそれぞれ2回塗布。
Samples 2 to 9 below were prepared in the same manner as in the preparation of the surface-coated member described above.
- Samples 2 to 9: Using base material 1, each of the above surface coating compositions 2 to 9 was applied twice.

得られた表面被覆部材を用いて、以下の評価項目について評価を行った。 Using the obtained surface coated member, the following evaluation items were evaluated.

<複合サイクル試験:CCT試験>
得られた実施例のサンプル4~9の表面被覆部材、および比較例のサンプル1~3の表面被覆組成物を用いて、クロスカットを基材表面に達するまで入れ、JASO M 609に準拠し、72h~288hまで複合サイクル試験(35℃、2h塩水噴霧→60℃、4時間乾燥→50℃、2時間湿潤の8時間を1サイクル)を実施した。塗膜に異常が発生しなかった時のサイクル時間(h)を測定した。また、白錆の発生状況に基づいて、亜鉛の溶解抑制能を判断した。
<Combined cycle test: CCT test>
Using the obtained surface coating members of Samples 4 to 9 of Examples and surface coating compositions of Samples 1 to 3 of Comparative Examples, a cross cut was made until it reached the surface of the substrate, and in accordance with JASO M 609, A combined cycle test (1 cycle of 8 hours of salt water spraying at 35°C for 2 hours → drying at 60°C for 4 hours → moistening at 50°C for 2 hours) was carried out from 72 hours to 288 hours. The cycle time (h) was measured when no abnormality occurred in the coating film. Furthermore, the ability to inhibit zinc dissolution was determined based on the occurrence of white rust.

実施例のサンプル4~9におけるサイクル時間は、対応する比較例のサンプル1~3に対して2~2.5倍以上であることが確認された。このように各実施例の表面被覆部材は、比較例に比べて、優れた耐食性等の基材劣化防止効果が得られる結果を示した。
なお、このような結果は、基板1に代えて基板2を使用した場合でも、同様に示された。
It was confirmed that the cycle time of samples 4 to 9 of the example was 2 to 2.5 times longer than that of the corresponding samples 1 to 3 of the comparative example. As described above, the surface-coated members of each Example showed results that, compared to the Comparative Example, the effect of preventing base material deterioration, such as excellent corrosion resistance, was obtained.
Note that similar results were obtained even when substrate 2 was used instead of substrate 1.

10 基材
20 亜鉛-ケイ素含有皮膜
100 表面被覆部材
10 Base material 20 Zinc-silicon containing film 100 Surface coating member

Claims (10)

亜鉛粉末と、
シラン化合物と、
チタン元素、ジルコニウム元素、及びアルミニウム元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上を含有する有機金属化合物と、
溶媒と、
を含む、表面被覆組成物。
zinc powder and
a silane compound;
an organometallic compound containing one or more selected from the group consisting of titanium element, zirconium element, and aluminum element;
a solvent;
A surface coating composition comprising:
請求項1に記載の表面被覆組成物であって、
当該表面被覆組成物中に含まれる亜鉛元素に対するケイ素元素の含有量比Si/Znが、0.05質量%以上20質量%以下である、表面被覆組成物。
The surface coating composition according to claim 1, comprising:
A surface coating composition in which the content ratio Si/Zn of silicon element to zinc element contained in the surface coating composition is 0.05% by mass or more and 20% by mass or less.
請求項1に記載の表面被覆組成物であって、
前記亜鉛粉末が、粒子径が1μm~10μmの亜鉛粒子を含む、表面被覆組成物。
The surface coating composition according to claim 1, comprising:
A surface coating composition, wherein the zinc powder contains zinc particles having a particle size of 1 μm to 10 μm.
請求項1に記載の表面被覆組成物であって、
当該表面被覆組成物からなる乾燥膜中の亜鉛元素の含有量が、50質量%以上である、表面被覆組成物。
The surface coating composition according to claim 1, comprising:
A surface coating composition, wherein the content of zinc element in a dry film made of the surface coating composition is 50% by mass or more.
請求項1に記載の表面被覆組成物であって、
無機系バインダーまたは有機系バインダーを含む、表面被覆組成物。
The surface coating composition according to claim 1, comprising:
A surface coating composition containing an inorganic or organic binder.
請求項1に記載の表面被覆組成物であって、
クロム元素を実質的に含まない、表面被覆組成物。
The surface coating composition according to claim 1, comprising:
A surface coating composition that is substantially free of elemental chromium.
請求項1に記載の表面被覆組成物であって、
前記シラン化合物が、シランカップリング剤及び/又はアルコキシシランを含む、表面被覆組成物。
The surface coating composition according to claim 1, comprising:
A surface coating composition, wherein the silane compound contains a silane coupling agent and/or an alkoxysilane.
請求項1に記載の表面被覆組成物であって、
前記溶媒が、アルコールを含む、表面被覆組成物。
The surface coating composition according to claim 1, comprising:
A surface coating composition, wherein the solvent contains an alcohol.
基材と、
前記基材上に形成された、亜鉛-ケイ素含有皮膜と、を備え、
前記亜鉛-ケイ素含有皮膜が、請求項1~8のいずれか一項に記載の表面被覆組成物からなる乾燥膜で構成される、表面被覆部材。
base material and
A zinc-silicon containing film formed on the base material,
A surface-coated member, wherein the zinc-silicon-containing film is a dry film made of the surface-coating composition according to any one of claims 1 to 8.
亜鉛含有塗料とケイ素含有塗料とを混合して、表面被覆組成物を準備する工程と、
得られた前記表面被覆組成物を、基材の表面に塗布、乾燥させ、亜鉛-ケイ素含有皮膜を形成する工程と、を含み、
前記亜鉛含有塗料が亜鉛粉末を含み、
前記ケイ素含有塗料が、シラン化合物と、チタン元素、ジルコニウム元素、及びアルミニウム元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上を含有する有機金属化合物と、溶媒と、を含む、
施工方法。
mixing a zinc-containing paint and a silicon-containing paint to prepare a surface coating composition;
The step of applying the obtained surface coating composition to the surface of the substrate and drying it to form a zinc-silicon containing film,
The zinc-containing paint includes zinc powder,
The silicon-containing paint contains a silane compound, an organometallic compound containing one or more selected from the group consisting of a titanium element, a zirconium element, and an aluminum element, and a solvent.
Construction method.
JP2022075127A 2022-04-28 2022-04-28 Surface coating composition, surface coating member, and construction method Pending JP2023163911A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022075127A JP2023163911A (en) 2022-04-28 2022-04-28 Surface coating composition, surface coating member, and construction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022075127A JP2023163911A (en) 2022-04-28 2022-04-28 Surface coating composition, surface coating member, and construction method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023163911A true JP2023163911A (en) 2023-11-10

Family

ID=88651680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022075127A Pending JP2023163911A (en) 2022-04-28 2022-04-28 Surface coating composition, surface coating member, and construction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023163911A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7482421B2 (en) Superprimer
CN102070966B (en) Organic and inorganic mixed fingerprint-resistance coating and preparation method thereof
JP6502905B2 (en) Corrosion prevention coating
KR101014740B1 (en) Chromium-free metal surface treatment agent
KR101035905B1 (en) Paint Composition Including Nano-Ceramic and Polymer Resin Against Pollution and Rust of Steel Structure and Method for Surface-Protection and Anticorrosion Using the Same
MXPA06010676A (en) Compressed-air conditioner.
JP6242318B2 (en) Weak solvent type high corrosion resistance coating composition using Sn ions
KR101865092B1 (en) Anti-corrosion water-soluble paint and varnish composition
CN105623504A (en) Heat-dissipation anti-corrosive paint for ships
JPH10330646A (en) Water-based inorganic coating composition and formation of coating film
AU2018204389B2 (en) A chromium-free water based coating for treating a Galvannealed or galvanized steel surface
JP5993799B2 (en) High corrosion resistance coating composition using Sn ions
KR101841596B1 (en) Ceramic coatings comprising hybrid ceramic resin and fine ceramic powder and process for anticorrosive coating of steel construction using the same
JP2008031237A (en) Inorganic paint rich in zinc and method of forming multiple layer coated film using the same
KR101371855B1 (en) Improve the durability of the metallic / non-metallic and excellent oxidation protection of the mix materials of construction methods
JP6745279B2 (en) Anticorrosion pigment made of aluminum polyphosphate and rare earth
JP2023163911A (en) Surface coating composition, surface coating member, and construction method
JP2022082012A (en) Surface-coated member, marine/bayside structure, and substrate surface treatment method
KR102424921B1 (en) Water-based paint on the outer wall of concrete structure with enhanced durability by reinforcing the ultraviolet performance of the outer wall of concrete structure
JP2003113346A (en) Rustproof coating material, galvanized steel sheet having rustproof film, and method for producing the same
KR100405652B1 (en) Heat resistant and corrosion resistant inorganic coating composition
WO2009081452A1 (en) Corrosion inhibitor and process for producing the same
KR102136287B1 (en) Eco-friendly anti-rust composition and method for manufacturing the same
KR101054600B1 (en) Heavy-duty ceramic coating composition with environmental friendliness
Kumar et al. Corrosion protection and self-healing by sol-gel process: a review of recent patent literature